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计算机网络.第六节课.笔记.IPv4分类、子网掩码、CIDR、路由转发、子网掩码表示法、IPv4网络号、构造超网、路由聚合、VLSM

IP

ipconfig/all 看自己电脑IP(windows)。

描述

IP地址由网络号主机号共占32位构成,用点分十进制表示;
一个网络号对应一个局域网;
没划分子网时,主机号为“全0”(00.00.0.0)表示本网络地址,主机号为“全1”(255255.255255.255.255)表示广播地址
主机接入局域网自动获取IP地址(若配置为自动获取)时,以本地广播地址(255.255.255.255)为目的地址向DHCP服务器获取IP,得到IP地址之后将用广播地址发送广播。
路由器每个接口都有一个具有不同网络号的IP地址(接口的主机号作为子网主机的网关)。

分类

IP地址网络号范围包括首尾两个地址容量默认子网掩码
A类8位,最高位为01.x.x.x~126.x.x.x224-2=16,777,214255.0.0.0
B类16位,最高两位为10128.0.x.x~191.255.x.x216-2=65,534255.255.0.0
C类24位,最高三位为110192.0.0.x~223.255.255.x28-2=254255.255.255.0
D类最高四位为1110
E类最高四位为1111

D类作为多播地址;
E类保留不让使用。

IP地址作用可作源地址可做目的地址
127.x.x.x用作回环测试
0.x.x.x本网络的某主机地址
0.0.0.0本主机
255.255.255.255局域网广播(路由器恒丢弃)
网络号.255.255.255
网络号.255.255
网络号.255
在指定网络号的网络上广播

子网掩码

干啥用的

子网掩码描述当前主机IP的网络结构计算IP本机地址
计算机通过子网掩码获得IP地址中的网络号,具体:
网 络 地 址 = I P 地 址 & 子 网 掩 码 网络地址=IP地址\&子网掩码 =IP&

表示法

IP地址192.0.0.1
子网掩码
IP地址191.225.255.254
子网掩码
点分十进制255.255.255.0225.225.0.0
网络前缀法192.0.0.1/24191.225.255.254/16

IP地址子网划分

对主机号进行划分来达到划分子网的目的。相当于增加了网络号位数(网络号追加子网号)。
欲使网络号相同且子网号不同的主机可以直接通信,最优解决方法为修改这些主机的子网掩码。

等长子网划分

IP地址192.0.0.0
(8个子网)
IP地址191.225.255.0
(4个子网)
子网掩码255.255.255.224
192.0.0.0/27
225.225.192.0
191.225.255.0/18
子网的网络地址192.0.0.0192.0.0.32
192.0.0.64192.0.0.96
192.0.0.128192.0.0.160
192.0.0.192192.0.0.224
191.225.255.0
191.225.255.64
191.225.255.128
191.225.255.192
如果不划分子网,上表12个子网的网络地址应当代表12台主机。




127.0.0.0/31👈这是一个纯粹闹着玩的网络,因为它无法容纳任何主机;但127.0.0.0/30则构成大量点对点网络(对等式网络),因为其下子网能且仅能容纳两台主机。点对点网络的子网掩码为x.x.x.252

VLSM

变长子网划分
容量较大的子网占有数值较小(这时子网号位数也较少)的子网号。

若如下图所示四个机房主机,现为机房将IP地址为219.255.1.0的网络划分子网:
机房机器数量图
56人机房至少需要56主机+1广播+1本网络=58个地址;
31人机房需要31+1+1=33个;
30人机房需要30+1+1=32个;
22人机房需要22+1+1=24个。
219.255.1.0划分6个局域网(两个大的四个小的):
11011011 11111111 00000001 00000000219.255.1.0/26(255.255.255.192) 56人机房
11011011 11111111 00000001 01000000219.255.1.64/26(255.255.255.192) 31人机房
11011011 11111111 00000001 10000000219.255.1.128/27(255.255.255.224) 30人机房
11011011 11111111 00000001 10100000219.255.1.160/27(255.255.255.224) 22人机房
11011011 11111111 00000001 11000000219.255.1.192/27(255.255.255.224) 未使用
11011011 11111111 00000001 11100000219.255.1.224/27(255.255.255.224) 未使用

优点

  • 灵活、方便、合理利用IP地址。

缺点

  • 更多地址被用作本网络地址和广播地址,造成地址浪费。

构造超网(路由聚合)

互联网主干网路由表项目数量爆炸💥;
更严重的是,2019年11月26日……IPv4地址用完了。

CIDR 的产生,根本原因也是拯救这些路由表。


减少了路由器间路由选择信息的交换,更加有效地分配IPv4的地址空间,地址块长度按需分配。

CIDR特点

  • 消除了地址分类和划分子网的概念
  • 使用网络前缀替代网络号和子网号
  • 采用两级编址

CIDR地址块

网络前缀相同连续的IP地址,全0和全1一般不用。
CIDR地址块中的地址数一定是2 的整数次幂。

记法

  • CIDR记法x.x.x.x/xIP地址/网络前缀位数;无需指出地址块起始地址时也可简记x/x(点分十进制中低位连续0全部省略)。
  • 前缀和星号:一大串二进制的前缀后加一个"*"

具体

192.255.192.0192.255.193.0192.255.194.0192.255.195.0的前缀均为192.255.192.0/22,其掩码255.255.252.0在路由表中可以合并。
前缀相同的网络号可以合并

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